JP7095124B2 - 環境に適合した鋼製ロープ用グリース - Google Patents

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Description

説明
本発明は、鋼製ロープ用の、特に亜鉛メッキ鋼製ロープ用の、環境に適合したグリースに関する。本発明はさらに、該グリースの製造方法およびその使用に関する。
鋼製ロープ用潤滑剤は、個々のロープストランド同士を潤滑膜で分離し、すなわち潤滑して摩耗を軽減し、かつ鋼製ロープ全体を防食するために使用される。そのそれぞれの適用分野に応じて、潤滑剤はさらに様々な付加的な役割を果たす必要がある。例えば、海洋産業分野や石油・ガス産業において、潤滑剤が良好な潤滑作用を示し、広い温度範囲で使用でき、また水の存在下でも使用可能であることが必要である。亜鉛メッキ鋼製ロープを使用する場合にはさらに、潤滑剤は鋼製ロープの亜鉛層に悪影響を及ぼしてはならない。
また原則的に、環境に適合した潤滑剤、特に2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の要件を満たし、よって海水と接触する可能性のある部品にも使用可能である潤滑剤の需要が高まっている。環境に適合した潤滑剤は、生分解性を示し、毒性が最小限であり、かつ生体蓄積性を示さないものでなければならない。
文献には、様々な鋼製ロープ用潤滑剤が記載されている。
スイス国特許発明第540331号明細書には、5~30個のC原子を有する飽和もしくは不飽和脂肪酸、または該酸のエステル、またはそれらの混合物を主成分として含有する鋼製ロープ用潤滑剤が記載されている。
欧州特許出願公開第0108536号明細書には、防食剤、増粘剤およびチキソトロピックゲルを含有する防食組成物が記載されている。該防食組成物は、多線式電気導体、ワイヤロープまたはケーブルの処理に使用することができる。
米国特許第4589990号明細書には、特定の合成エステル、すなわちポリオールエステル、トリメリット酸エステルおよび高分子脂肪酸エステルと、分子量の異なるポリイソブチレンポリマーの混合物とを含有する潤滑剤組成物が記載されている。該潤滑剤組成物は、特にワイヤロープの処理にも使用可能である。
米国特許第4486319号明細書には、アイオノマーポリマーと液体潤滑剤とを含有するマイクロポーラス潤滑組成物が記載されている。該アイオノマーポリマーは、他のポリマーと組み合わせることができ、該組成物は、形成される組成物の性能および特性を変更するために様々な添加剤を含有してよい。形成された組成物は、ワイヤロープおよび滑り軸受などの軸受を含む機械部品の潤滑に使用することができる。
カナダ国特許出願公開第2364200号明細書には、(a)ベース流体を50~95体積%と、(b)低酸価の潤滑剤を1~8体積%と、(c)低酸性防食剤を0.2~5.0体積%と、(d)極圧剤を0.1~10体積%と、(e)摩耗防止剤を0.1~10体積%とを含有するワイヤロープ潤滑用の潤滑組成物が記載されている。
米国特許第6329073号明細書には、防食・耐付着性組成物で処理された鋼材が記載されており、該組成物は、A)活性成分の担体としての油性または蝋状担体と、B)活性成分であって、B1)第IIA族のスルホネートの形態の防食剤;B2)補助防食剤であって、(a)6~24個の炭素原子を有する1つ以上の脂肪酸、芳香族酸およびナフテン酸であって、前記酸は、遊離酸の形態または塩の形態を有するものとする、(b)C6~C24アルキル単位を有する1つ以上のイミダゾリン誘導体;および(c)1つ以上のC6~C24アルキルコハク酸無水物化合物;および(d)(a)、(b)および(c)で定義される化合物の1つ以上の混合物、または(a)、(b)および(c)で定義される化合物の複数形態の混合物からなる群から選択される補助防食剤;を含有する活性成分と、C)任意に、化合物であって、C1)撥水剤;C2)1~12個の水酸基を有するC1~10アルコールとC6~24脂肪酸とから誘導される合成エステル;およびC3)C6~18アルコール;およびC4)C1)、C2)およびC3)で定義される化合物の1つ以上の混合物、またはC1)、C2)およびC3)で定義される化合物の複数形態の混合物;からなる群から選択される化合物とを含有し、前記細長の鋼製物体は、硬引き鋼線である。
米国特許第6010985号明細書には、少なくとも1つの基油を約45~約90重量%と、該少なくとも1つの基油と少なくとも部分的に混和性を示す少なくとも1つのポリマーを約10~約20重量%と、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムおよびケイ酸アンモニウムからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む少なくとも1つのケイ酸塩増粘剤を約1~約50重量%との組合せを含有する非毒性の潤滑剤、グリースまたはゲル組成物が記載されている。
中国特許出願公開第102102047号明細書には、高温耐性鋼製ワイヤロープ用の保護グリース組成物およびその製造方法が記載されている。該グリース組成物は、基油(高粘度鉱物油または合成油)、増粘剤、添加剤および被覆剤から製造される。該鋼製ワイヤロープ用グリースは、基油を固体炭化水素系増粘剤で増粘して製造される。該増粘剤は、ベントナイトである。ベントナイトグリースの性能、高温耐性および密着性を向上させるために、高分子粘着性付与剤および固形充填剤としてのグリースが使用されている。該鋼製ワイヤロープ用保護グリースは、特に極端な高温環境下で鋼製ワイヤロープを保護するために使用される。
中国特許出願公開第102618371号明細書には、高滴点の鋼製ロープ用グリースおよび該鋼製ロープ用グリースの処理方法が記載されている。該鋼製ロープ用グリースは、以下の成分(重量%)からなる:基油65%~85%、増粘剤5%~20%、接着剤2%~15%、防食剤1%~6%、酸化防止剤0%~5%、極性添加剤0%~5%、固体潤滑剤0.5%~6%。
中国特許出願公開第102827678号明細書には、潤滑に加え防食をも提供するワイヤロープグリース組成物が記載されている。該組成物は、以下の成分からなる:スルホン酸カルシウム配合グリースNo.2 51.0%~72.5%、基油25.0~38.0%、ジフェニルアミン0.2~1.0%、コロイダルグラファイト1.3~5.5%、およびオゾセライト1.0~4.5%。生成物は、海港、海洋船舶、海洋掘削プラットフォームなどの海洋気象条件下での各種ワイヤロープの潤滑および保護に適している。
スイス国特許発明第540331号明細書 欧州特許出願公開第0108536号明細書 米国特許第4589990号明細書 米国特許第4486319号明細書 カナダ国特許出願公開第2364200号明細書 米国特許第6329073号明細書 米国特許第6010985号明細書 中国特許出願公開第102102047号明細書 中国特許出願公開第102618371号明細書 中国特許出願公開第102827678号明細書
しかし、前述の潤滑剤は、良好な潤滑作用に加え、広い温度範囲で、水の存在下でも使用が可能であり、さらには2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の要件をも満たすという、上述の要件をすべて満たしているわけではない。
よって本発明は、前述の要件を満たす潤滑剤を提供するという課題に基づく。
この課題は、環境に適合したグリースであって、
a)基油としての生分解性エステル50重量%~90重量%と、
b)以下のb1)乃至b3)から選択される増粘剤3重量%~25重量%と、
b1)生分解性カルシウム石鹸3重量%~12重量%
b2)ベントナイト3重量%~25重量%
b3)およびそれらの混合物
c)以下のc1)乃至c3)を含有する添加剤4重量%~40重量%と、
c1)高熱法シリカポリテトラフルオロエチレン及びそれらの混合物の少なくとも一つを1重量%~12重量%
c2)ポリイソブチレン、ポリイソブチレン/ブテン共重合体、ポリメタクリレート、ポリエステル及びそれらの混合物から選択されるポリマー2重量%~45重量%
c3)固体潤滑剤0.5重量%~20重量%
含有し、前記グリース及び前記エステルの少なくとも何れか一つは、TGA(DIN 51006)により測定可能な150℃~200℃の熱安定性、DIN 58397に準拠して測定した場合に10重量%未満の揮発性、DIN ASTM D-2619に準拠して(運転時間を400時間に延長して)測定した場合に、0.0mgKOH/g~20mgKOH/gのtanδ(Delta)、及び5mgKOH/g未満の全酸価(TAN)の少なくとも何れか一つを備えているグリースによって解決される。
本出願人は、広範な試験を行った結果、前述の組成のグリースを用いることにより、鋼製ロープ、特に亜鉛メッキ鋼製ロープへの適用時の優れた潤滑性と、水の存在下での広い温度範囲での使用可能性とを兼ね備えた、環境に適合した潤滑剤を提供できることを見出した。
したがって、本発明の好ましい一実施形態におけるグリースは、規格DIN ISO 2176に準拠した、150℃超、例えば150℃~300℃、および/または170℃~300℃、および/または200℃~290℃の滴点を有する。本発明のもう1つの好ましい実施形態において、本グリースは、規格DIN 58397パート1に準拠した、少なくとも150℃、例えば150℃~200℃、および/または150℃の、使用上限温度(OGT)を有する。
本発明によれば、好ましくは、本グリースの少なくとも75重量%、例えば75重量%~100重量%、さらにより好ましくは少なくとも80重量%、例えば80重量%~100重量%、および/または85重量%~100重量%、および/または75重量%~90重量%が、生分解性でかつ非毒性の成分からなる。本グリースはまた、非生分解性成分を、該成分が生体蓄積性でないことおよび/または毒性が最小限であることを条件に、最大で25重量%含んでいてもよい。よって本発明によるグリースは、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。したがって、本グリースは、海水と接触する可能性のある用途にも使用可能である。
さらに、成分a)~c)は、亜鉛メッキ鋼製ロープの亜鉛層に悪影響を及ぼさず、特に亜鉛層と反応しないことが判明した。
成分a)として、本グリースは、基油としての生分解性基油、特に生分解性エステルを、少なくとも50重量%、例えば50重量%~90重量%、さらにより好ましくは少なくとも60重量%、例えば60重量%~80重量%、特に65重量%~75重量%含有する。ここで、成分a)の割合は、それぞれグリースの総量を基準とする。
本発明によれば、生分解性基油または生分解性エステルとは、規格OECD 301A~FまたはOECD 306に準拠した生分解性の基油および/またはエステルであると理解されるべきである。
本発明によれば、異なる基油および/または異なるエステルの混合物を使用することもできる。潤滑剤がEALの要件を満たし得るためには、基油あるいはエステルはさらに、毒性を示してはならない。
本発明によれば、十分な熱安定性を有することを条件に、多数の生分解性基油、特に生分解性エステルを成分a)として使用することができる。好ましい生分解性基油は、TGA(DIN 51006;蒸発損失が1重量%超であると、熱的に不安定である)により測定可能な150℃超、例えば150℃~200℃の範囲の熱安定性を有する、基油、特にエステルである。
好ましくは、基油、特にエステルはさらに、非常に低い揮発性を示す。よって、好ましい生分解性基油は、DIN 58397に準拠して150℃で7日間後に測定した場合に、10重量%未満、好ましくは5重量%未満の揮発性を示す、基油、特にエステルである。
好ましくは、本グリースも同様に、非常に低い揮発性を示す。したがって、好ましいグリースは、DIN 58397に準拠して150℃で7日間後に測定した場合に、10重量%未満、好ましくは5重量%未満の揮発性を示すグリースである。
さらに、基油、特にエステルは、好ましくは高い加水分解安定性を示す。このため、好ましい生分解性基油は、DIN ASTM D-2619に準拠して(93℃、運転時間を400時間に延長して)測定した場合に、0.0~20mgKOH/g、さらにより好ましくは0.0~15mgKOH/gのtanδ(全酸価の変化)を示す基油および/またはエステルである。
最後に、基油、特にエステルは、好ましくはDIN EN 12634による低い全酸価(TAN)を示し、ここで、好ましい生分解性基油、特にエステルは、5mgKOH/g未満、例えば0.01mg~5mgKOH/g、さらにより好ましくは1mgKOH/g未満、例えば0.01mgKOH/g~1mgKOH/gの全酸価(TAN)を示す。
生分解性基油の粘度は、それぞれDIN EN ISO 3104に準拠して40℃で測定した場合に、好ましくは少なくとも18mm2/s、例えば18mm2/s~1200mm2/s、および/または少なくとも100mm2/s、例えば100mm2/s~1200mm2/s、および/または120~500mm2/s、および/または120~300mm2/sである。
基油の好ましい混合物の粘度は、DIN 51562パート1に準拠して40℃で測定した場合に、少なくとも18mm2/s、例えば18mm2/s~1200mm2/s、および/または18mm2/s~500mm2/s、および/または18~200mm2/sである。
好ましい生分解性エステルの粘度は、それぞれDIN EN ISO 3104に準拠して40℃で測定した場合に、好ましくは少なくとも50mm2/s、例えば50mm2/s~1000mm2/s、および/または50mm2/s~1200mm2/s、さらにより好ましくは少なくとも100mm2/s、例えば100mm2/s~1000mm2/s、および/または100mm2/s~1200mm2/s、特に130~1000mm2/s、および/または130mm2/s~1200mm2/sである。
本発明の好ましい一実施形態において、生分解性エステルは、合成エステルである。さらにエステルは、特に好ましくは再生可能ベースのエステルである。本発明により特に好ましいエステルは、ポリオールエステル、特に(トリメチロールプロパン)エステル、ペンタエリトリットエステル、それらの混合物および/または複合エステルである。特に好ましい(トリメチロールプロパン)エステルは、トリメチロールプロパンと分岐状または非分岐状の飽和または不飽和C10~C22カルボン酸とのエステルである。酸は、モノ-および/またはジカルボン酸であってよい。ジカルボン酸を使用した場合には、複合エステルを得ることができる。特に好ましいペンタエリトリットエステルは、ペンタエリトリットと分岐状または非分岐状の飽和または不飽和C10~C22カルボン酸とのエステルである。非常に特に好ましいエステルは、トリメチロールプロパンまたはペンタエリトリットと、飽和または不飽和の分岐状C18カルボン酸、特にオレイン酸、イソステアリン酸とのエステル、それらの混合物および/または複合エステルである。同様に特に好ましいエステルは、トリメチロールプロパンと、飽和または不飽和の分岐状または非分岐状のC8~C20カルボン酸および/またはC10~C22カルボン酸、特にセバシン酸、ステアリン酸およびイソステアリン酸とのエステル、それらの混合物および/または複合エステルである。
同様に特に好ましいエステルは、トリメチロールプロパンと、分岐状または非分岐状の飽和C8~C20カルボン酸および/またはC10~C22カルボン酸、特にセバシン酸、ステアリン酸およびイソステアリン酸との複合エステルおよび/またはそれらの混合物である。同様に特に好ましいエステルは、トリメチロールプロパンと、少なくとも2つの飽和または不飽和の分岐状または非分岐状のC8~C20カルボン酸および/またはC10~C22カルボン酸の混合物との複合エステルであり、ここで、少なくとも1つの第1のカルボン酸は、飽和または不飽和の分岐状または非分岐状のC8~C20ジカルボン酸および/またはC10~C22ジカルボン酸であり、少なくとも1つの第2の酸は、飽和または不飽和の分岐状または非分岐状のC8~C20カルボン酸および/またはC10~C22カルボン酸である。同様に特に好ましいエステルは、トリメチロールプロパンと、少なくとも2つの分岐状または非分岐状の飽和C8~C20カルボン酸および/またはC10~C22カルボン酸の混合物との複合エステルであり、ここで、少なくとも1つの第1のカルボン酸は、非分岐状の飽和C8~C12ジカルボン酸、特にセバシン酸であり、少なくとも1つの第2の酸は、分岐状または非分岐状の飽和C15~C20カルボン酸、特にステアリン酸、イソステアリン酸またはそれらの混合物である。
トリグリセリドは、少なくともいくつかの用途において不満足な加水分解安定性および酸化安定性あるいは化学的安定性を示すため、本発明の好ましい一実施形態において、成分a)は、トリグリセリドではない。
同様に適切な生分解性基油は、ポリαオレフィンおよび/またはポリグリコールである。
特に好ましい生分解性ポリαオレフィンは、DIN 51562パート1に準拠して100℃で測定した場合に、最大で6mm2/s、例えば2mm2/s~6mm2/s、および/または2mm2/s~5mm2/s、および/または2~4mm2/sの粘度を有する。
特に好ましい生分解性ポリグリコールは、油溶性ポリグリコールである。油溶性ポリグリコールは、好ましくは、DIN 51562パート1に準拠して40℃で測定した場合に、最大で150mm2/s、例えば18mm2/s~150mm2/s、および/または18mm2/s~68mm2/s、および/または18~46mm2/sの粘度を有する。
成分b)として、本グリースは、3~12重量%、さらにより好ましくは4重量%~10重量%、特に4重量%~7重量%の量の生分解性カルシウム石鹸(b1)、3重量%~25重量%、および/または3.5重量%~20重量%、および/または4~12重量%、さらにより好ましくは4重量%~10重量%の量のベントナイト(b2)、ならびにそれらの混合物から選択される増粘剤を含有する。本発明によれば、増粘剤の割合は、3重量%~25重量%、および/または7重量%~20重量%である。ここで、成分b)の割合は、それぞれグリースの総量を基準とする。
カルシウム石鹸を増粘剤として使用することの利点は、特に成分c2)との併用により、耐水性が向上することにある。
本発明によれば、生分解性カルシウム石鹸とは、規格OECD 301A~Fおよび/またはOECD 306に準拠した生分解性のカルシウム石鹸であると理解されるべきである。潤滑剤がEALの要件を満たし得るためには、カルシウム石鹸はさらに、毒性をまったくまたは最小限しか示してはならない。好ましいカルシウム石鹸は、耐水性を示し、特にDIN 51807 T1に準拠した静的な耐水性を示す。本発明によれば、増粘効果がより高く、生分解性がより良好であることから、ベントナイトよりもカルシウム石鹸の方が好ましい。また、異なるカルシウム石鹸またはベントナイトの混合物を使用することもできる。
特に好ましいのは、脂肪酸、特にC8~C26脂肪酸のカルシウム石鹸であり、特に12-ヒドロキシステアリン酸カルシウムである。
また、原則として、カルシウム石鹸とベントナイトとの混合物を使用することもできる。しかしこの実施形態は、少なくとも亜鉛メッキ鋼製ロープが使用される場合にはカルシウム石鹸またはベントナイトを単独で使用した場合に比べて亜鉛の腐食が悪化するため、さほど好ましくない。
基油は、成分c)として、添加剤を1重量%~40重量%含有することが考えられる。本発明によれば、基油は、添加剤を、4重量%~40重量%、さらにより好ましくは5重量%~40重量%、さらにより好ましくは7重量%~40重量%、特に10重量%~35重量%含有する。ここで、成分c)の割合は、それぞれグリースの総量を基準とする。
本発明によれば、成分c)の添加剤は、成分c1)として、高熱法シリカおよび/またはポリテトラフルオロエチレンを、1~12重量%、および/または4~12重量%、好ましくは4重量%~10重量%含有する。ここで、成分c1)の割合は、それぞれグリースの総量を基準とする。
本発明の特に好ましい一実施形態において、高熱法シリカは、90~130m2/gの比表面積を有するシリカから選択される。また、疎水化高熱法シリカ、特にジクロロジメチルシランで疎水化したシリカも好ましい。
成分c1)は,グリースの滴点の改善、およびこれによる使用上限温度(OGT)の上昇という意味でのその耐熱性の向上に寄与する。また成分c1)は、補助増粘剤として作用することで、増粘剤系の安定化に寄与し得るという利点を有する。
本発明によれば、成分c)の添加剤は、成分c2)として、ポリイソブチレン、ポリイソブチレン/ブテン共重合体、ポリメタクリレート、ポリエステル、好ましくは複合エステル、特にネオペンチルグリコール/ダイマー酸/2-エチルヘキサノールの複合エステルおよびそれらの混合物から選択されるポリマーを含有する。本発明によれば、複合エステルとは、ポリオールと、ジカルボン酸および任意にモノカルボン酸との反応によって生成されるポリエステルであると理解される。成分c2)の割合は、それぞれグリースの総量を基準として、2重量%~45重量%、好ましくは2重量%~25重量%、さらにより好ましくは5重量%~20重量%、特に7重量%~17重量%である。
成分c2)のポリマーは、好ましくは、DIN 51562パート1に準拠して100℃で測定した場合に、少なくとも600mm2/s、さらにより好ましくは少なくとも800mm2/s、および/または少なくとも1000mm2/s、および/または少なくとも1500mm2/s、および/または少なくとも4000mm2/s、例えば4000mm2/s~10000mm2/s、および/または4000mm2/s~6000mm2/s、特に4000~4700mm2/sの粘度を有する。高粘度であることが有利であり、これにより使用量を低く抑えることができる。廉価な原料であり、エステル基などの加水分解性基を有しないことから、本発明により特に好ましいのは、ポリイソブチレン、および/またはポリイソブチレン/ブテン共重合体である。また、生分解性ポリマーも好ましい。
毒性学的に懸念のない接着促進剤として、ASTM D 4049に準拠して測定した場合に、接着性を、グリースと鋼製ロープとの間の損失が50重量%未満、例えば30重量%未満、さらにより好ましくは25重量%未満となるように改善することができるため、成分c2)の使用が有利である。
よって本発明によれば、好ましくは、本グリースは、ASTM D 4049に準拠した水噴霧損失試験(Water Spray-off Test)において、50重量%未満の重量損失、例えば30重量%未満の重量損失、さらにより好ましくは25重量%未満の重量損失を示す。
本発明によれば、成分c)の添加剤は、成分c3)として、固体潤滑剤であって、好ましくはアルカリ土類金属塩、特に炭酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、グラファイト、シアヌル酸メラミン、硫化亜鉛(ZnS)、硫化モリブデン(MoS2)およびそれらの混合物から選択される固体潤滑剤を、0.5重量%~20重量%、および/または1重量%~10重量%、さらにより好ましくは1重量%~9重量%、特に1.5重量%~8重量%含有する。ここで、成分c3)の割合は、それぞれグリースの総量を基準とする。
前述の固体潤滑剤、特に炭酸カルシウム、グラファイト、シアヌル酸メラミンおよびステアリン酸カルシウムを成分c3)として使用することは、これらの化合物が毒性学的に懸念がなく、鋼製ロープの摩擦特性を著しく向上させ得ることから、特に有利である。
本発明によれば、好ましくない固体潤滑剤は、ジチオカルバメート、特に無灰ジチオカルバメート、ビスステアロイルエチレンジアミンおよびそれらの混合物である。実際の実験において、これらの化合物の使用が亜鉛層の腐食に悪影響を及ぼすことが判明した。また、このことは環境面からも不利である。なぜならば、亜鉛が腐食すると酸化亜鉛が生成され、これが水生生物に対して毒性を示すためである。
また、グリースが、成分c4)として、第1の防食剤としてのコハク酸誘導体、特にアミド化コハク酸ハーフエステルを0.5重量%、特に0.5~2.8重量%含有することも考えられる。ここで、成分c4)の割合は、それぞれグリースの総量を基準とする。成分c4)は、好ましくは、70~100mgKOH/gの中和価(NZ)(DIN 53402)を有する。
コハク酸誘導体は、生分解性を示し、かつ高い防食作用を有するため、コハク酸誘導体の使用が有利である。
本発明の好ましい一実施形態において、グリースは、成分c5)として第2の防食剤を含有し、第2の防食剤は、好ましくは、アルカリ土類金属酸化物、特に酸化カルシウムおよび/または酸化マグネシウム、ならびにスルホン酸カルシウム、スルホン酸マグネシウムおよび/またはスルホン酸ナトリウム、あるいはC8~C20ジカルボン酸のカルシウム塩、マグネシウム塩および/またはナトリウム塩、特にセバシン酸二ナトリウムから選択される。前述の成分の利点は、良好な防食性を提供し、かつ毒性を示さないことにある。特に好ましいのは、酸化マグネシウム、セバシン酸二ナトリウムおよび/またはそれらの混合物である。本発明のもう1つの好ましい実施形態において、成分c5)は、1~10μm、さらにより好ましくは3~8μm、さらにより好ましくは4~6μm、特に5μmの粒度分布d10、および/または10~30μm、さらにより好ましくは13~22μm、さらにより好ましくは15~20μm、特に17μmの粒度分布d50、および/または30~50μm、さらにより好ましくは35~45μm、特に40μmの粒度分布d90を有する。本発明の特に好ましい一実施形態において、成分c5)は、25μm未満、例えば5μm~25μm、および/または5μm~20μmの粒度分布d50を有する。
成分c5)を使用することの利点は、グリースの防食性の向上に加え、基本的な予備としての役割を果たし得ることにある。また実際の試験において、成分c5)としての酸化マグネシウムは、c4)と併用することで相乗的に作用することが判明した。
好ましくは、成分c5)の割合は、0.3~5重量%、さらにより好ましくは0.5~2.5重量%、特に1重量%~2.3重量%の範囲にある。ここで、成分c5)の割合は、それぞれグリースの総量を基準とする。
本グリースは、本グリースの環境適合性に悪影響を及ぼさないことを条件に、さらに他の一般的な添加剤、例えば酸化防止剤を含有してもよい。したがって、本発明の好ましい一実施形態におけるグリースは、成分c6)として酸化防止剤を含有する。これは、好ましくは、毒性をまったくまたは最小限しか示さない酸化防止剤から選択される。好ましくは、酸化防止剤の割合は、0.3~3重量%、さらにより好ましくは0.5~2重量%、特に0.8重量%~1.5重量%の範囲にある。ここで、成分c6)の割合は、それぞれグリースの総量を基準とする。
本発明によれば、特に好ましい酸化防止剤は、フェノール系および/またはアミン系酸化防止剤である。
本発明の一実施形態において、本グリースは、
a)基油としての生分解性エステル50重量%~90重量%と、
b)以下:
b1)生分解性カルシウム石鹸3重量%~12重量%、
b2)ベントナイト4重量%~12重量%、
から選択される増粘剤7重量%~20重量%と、
c)以下:
c1)高熱法シリカおよび/またはポリテトラフルオロエチレンおよびそれらの混合物4重量%~12重量%、
c2)ポリイソブチレン、ポリイソブチレン/ブテン共重合体、ポリメタクリレート、ネオペンチルグリコール/ダイマー酸/2-エチルヘキサノールの複合エステルおよびそれらの混合物から選択されるポリマー2重量%~25重量%、
c3)固体潤滑剤1重量%~10重量%
を含有する添加剤4重量%~40重量%と
を含有する。
本発明の好ましい一実施形態において、本グリースは、
a)基油としてのペンタエリトリットエステル、特にペンタエリトリットとイソステアリン酸とのペンタエリトリットエステル50重量%~90重量%、さらにより好ましくは60重量%~80重量%、さらにより好ましくは65重量%~75重量%と、
b)以下:
b1)12-ヒドロキシステアリン酸カルシウム3重量%~12重量%、さらにより好ましくは4重量%~10重量%、さらにより好ましくは4重量%~7重量%
から選択される増粘剤3重量%~25%重量%と、
c)以下:
c1)高熱法シリカ1重量%~12重量%、および/または4重量%~12重量%、好ましくは4重量%~10重量%、
c2)ポリイソブチレン2重量%~45重量%、および/または2重量%~25重量%、さらにより好ましくは5重量%~20重量%、特に7重量%~17重量%、
c3)固体潤滑剤としての炭酸カルシウム0.5重量%~20重量%、および/または1重量%~10重量%、さらにより好ましくは1重量%~9重量%、特に1.5重量%~8重量%
を含有する添加剤4重量%~40重量%、さらにより好ましくは5重量%~40重量%、さらにより好ましくは7重量%~40重量%、さらにより好ましくは10重量%~35重量%と
を含有する。
本発明のもう1つの好ましい実施形態において、本グリースは、
a)基油としてのペンタエリトリットエステル、特にペンタエリトリットとイソステアリン酸とのペンタエリトリットエステル50重量%~90重量%、さらにより好ましくは60重量%~80重量%、さらにより好ましくは65重量%~75重量%と、
b)以下:
b1)12-ヒドロキシステアリン酸カルシウム3重量%~12重量%、さらにより好ましくは4重量%~10重量%、さらにより好ましくは4重量%~7重量%
から選択される増粘剤3重量%~25%重量%と、
c)以下:
c1)高熱法シリカ1重量%~12重量%、および/または4重量%~12重量%、好ましくは4重量%~10重量%、
c2)ポリイソブチレン2重量%~45重量%、および/または2重量%~25重量%、さらにより好ましくは5重量%~20重量%、特に7重量%~17重量%、
c3)固体潤滑剤としての炭酸カルシウム0.5重量%~20重量%、および/または1重量%~10重量%、さらにより好ましくは1重量%~9重量%、特に1.5重量%~8重量%、
c5)防食剤としての酸化マグネシウム0.3~5重量%、さらにより好ましくは0.5~2.5重量%、特に1重量%~2.3重量%、
c6)フェノール系酸化防止剤0.3~3重量%、さらにより好ましくは0.5~2重量%、特に0.8重量%~1.5重量%
を含有する添加剤4重量%~40重量%、さらにより好ましくは5重量%~40重量%、さらにより好ましくは7重量%~40重量%、さらにより好ましくは10重量%~35重量%と
を含有する。
本発明のもう1つの好ましい実施形態において、本グリースは、
a)基油としての、複合エステル、特にトリメチロールプロパンと、少なくとも2つの飽和または不飽和の分岐状または非分岐状のC8~C20カルボン酸の混合物との複合エステルであって、ここで、少なくとも1つの第1のカルボン酸は、飽和または不飽和の分岐状または非分岐状のC8~C20ジカルボン酸であり、少なくとも1つの第2の酸は、飽和または不飽和の分岐状または非分岐状のC8~C20カルボン酸であるものとする複合エステル50重量%~90重量%、さらにより好ましくは60重量%~80重量%、さらにより好ましくは65重量%~75重量%と、
b)以下:
b1)12-ヒドロキシステアリン酸カルシウム3重量%~12重量%、さらにより好ましくは4重量%~10重量%、さらにより好ましくは4重量%~7重量%
から選択される増粘剤3重量%~25重量%と、
c)以下:
c1)高熱法シリカ1重量%~12重量%、および/または4重量%~12重量%、好ましくは4重量%~10重量%、
c2)ポリイソブチレン2重量%~45重量%、および/または2重量%~25重量%、さらにより好ましくは5重量%~20重量%、特に7重量%~17重量%、
c3)固体潤滑剤としての炭酸カルシウム0.5重量%~20重量%、および/または1重量%~10重量%、さらにより好ましくは1重量%~9重量%、特に1.5重量%~8重量%
を含有する添加剤4重量%~40重量%、さらにより好ましくは5重量%~40重量%、さらにより好ましくは7重量%~40重量%、さらにより好ましくは10重量%~35重量%と
を含有する。
本発明のもう1つの好ましい実施形態において、本グリースは、
a)基油としての、複合エステル、特にトリメチロールプロパンと、少なくとも2つの飽和または不飽和の分岐状または非分岐状のC8~C20カルボン酸の混合物との複合エステルであって、ここで、少なくとも1つの第1のカルボン酸は、飽和または不飽和の分岐状または非分岐状のC8~C20ジカルボン酸であり、少なくとも1つの第2の酸は、飽和または不飽和の分岐状または非分岐状のC8~C20カルボン酸であるものとする複合エステル50重量%~90重量%、さらにより好ましくは60重量%~80重量%、さらにより好ましくは65重量%~75重量%と、
b)以下:
b1)12-ヒドロキシステアリン酸カルシウム3重量%~12重量%、さらにより好ましくは4重量%~10重量%、さらにより好ましくは4重量%~7重量%
から選択される増粘剤3重量%~25重量%と、
c)以下:
c1)高熱法シリカ1重量%~12重量%、および/または4重量%~12重量%、好ましくは4重量%~10重量%、
c2)ポリイソブチレン2重量%~45重量%、および/または2重量%~25重量%、さらにより好ましくは5重量%~20重量%、特に7重量%~17重量%、
c3)固体潤滑剤としての炭酸カルシウム0.5重量%~20重量%、および/または1重量%~10重量%、さらにより好ましくは1重量%~9重量%、特に1.5重量%~8重量%、
c5)防食剤としての酸化マグネシウム0.3~5重量%、さらにより好ましくは0.5~2.5重量%、特に1重量%~2.3重量%、
c6)フェノール系酸化防止剤0.3~3重量%、さらにより好ましくは0.5~2重量%、特に0.8重量%~1.5重量%
を含有する添加剤4重量%~40重量%、さらにより好ましくは5重量%~40重量%、さらにより好ましくは7重量%~40重量%、さらにより好ましくは10重量%~35重量%と
を含有する。
本発明のもう1つの主題は、鋼製ロープ、特に亜鉛メッキ鋼製ロープを被覆するためのグリースの使用である。その高い耐久性ゆえ、本発明によるグリースを備えた鋼製ロープは、例えば海洋産業や石油・ガス産業といった高性能ロープが必要とされる様々な用途に非常に適している。
以下、本発明をいくつかの実施例によりさらに詳細に説明する。いずれの実施例も、鋼製ロープへの適用時に優れた潤滑性を示す。さらに、これらは水の存在下でも広い温度範囲で使用することができる。
実施例1:本発明によるグリースの製造(グリース1)
成分a)、b1)、c1)、c2)およびc3)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000001
本発明によるグリース1の成分は、いずれも生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース1は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表2に、実施例1の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000002
実施例2:本発明によるグリースの製造(グリース2)
成分a)、b1)、c1)、c2)、c3)、c5)およびc6)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000003
本発明によるグリース2の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース2は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表4に、実施例2の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000004
実施例3:本発明によるグリースの製造(グリース3)
成分a)、b1)、b2)、c1)、c2)およびc3)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000005
本発明によるグリース3の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース3は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表6に、実施例3の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000006
実施例4:本発明によるグリースの製造(グリース4)
成分a)、b1)、b2)、c1)、c2)およびc3)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000007
本発明によるグリース4の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース4は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表8に、実施例4の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000008
実施例5:本発明によるグリースの製造(グリース5)
成分a)、b1)、c1)、c2)およびc3)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000009
本発明によるグリース5の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース5は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表10に、実施例5の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000010
実施例6:本発明によるグリースの製造(グリース6)
成分a)、b1)、b2)、c1)、c2)、c3)、c4)、c5)およびc6)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000011
本発明によるグリース6の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース6は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表12に、実施例6の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000012
実施例7:本発明によるグリースの製造(グリース7)
成分a)、b2)、c1)、c2)、c3)、c5)およびc6)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000013
本発明によるグリース7の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース7は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表14に、実施例7の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000014
実施例8:本発明によるグリースの製造(グリース8)
成分a)、b1)、c1)、c2)、c3)、c5)およびc6)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000015
本発明によるグリース8の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース8は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表16に、実施例8の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000016
実施例9:本発明によるグリースの製造(グリース9)
成分a)、b1)、c1)、c2)、c3)、c5)およびc6)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000017
本発明によるグリース9の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース9は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表18に、実施例9の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000018
実施例10:本発明によるグリースの製造(グリース10)
成分a)、b1)、c1)、c2)、c3)、c5)およびc6)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000019
本発明によるグリース10の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース10は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表20に、実施例10の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000020
実施例11:本発明によるグリースの製造(グリース11)
成分a)、b2)、c1)、c2)、c3)、c5)およびc6)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000021
本発明によるグリース11の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース11は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表22に、実施例11の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000022
実施例12:本発明によるグリースの製造(グリース12)
成分a)、b1)、c1)、c2)、c3)、c5)およびc6)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000023
本発明によるグリース12の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース12は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表24に、実施例12の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000024
実施例13:本発明によるグリースの製造(グリース13)
成分a)、b1)、c1)、c2)、c3)、c5)およびc6)を混合することにより、本発明によるグリースを得る。
Figure 0007095124000025
本発明によるグリース13の成分も生分解性であり、生分解性でない場合には生体蓄積性ではなく、毒性をまったくまたは最小限にしか示さない。よって、本発明によるグリース13は、2013年のVessel General Permit(船舶一般許可)の付録Aに記載されている環境配慮型潤滑剤(EAL = Environmentally Acceptable Lubricants)の基準を満たしている。
表26に、実施例13の物理化学的特性を示す:
Figure 0007095124000026

Claims (9)

  1. 環境に適合したグリースであって、
    a)基油としての生分解性エステル50重量%~90重量%と、
    b)以下のb1)乃至b3)から選択される増粘剤3重量%~25重量%と、
    b1)生分解性カルシウム石鹸3重量%~12重量%
    b2)ベントナイト3重量%~25重量%
    b3)およびそれらの混合物
    c)以下のc1)乃至c3)を含有する添加剤4重量%~40重量%と、
    c1)高熱法シリカポリテトラフルオロエチレン及びそれらの混合物の少なくとも一つを1重量%~12重量%
    c2)ポリイソブチレン、ポリイソブチレン/ブテン共重合体、ポリメタクリレート、ポリエステル及びそれらの混合物から選択されるポリマー2重量%~45重量%
    c3)固体潤滑剤0.5重量%~20重量%
    含有し、
    前記グリース及び前記エステルa)の少なくとも何れか一つは、
    TGA(DIN 51006)により測定可能な150℃~200℃の熱安定性、
    DIN 58397に準拠して測定した場合に10重量%未満の揮発性、
    DIN ASTM D-2619に準拠して(運転時間を400時間に延長して)測定した場合に、0.0mgKOH/g~20mgKOH/gのtanδ(Delta)、及び
    5mgKOH/g未満の全酸価(TAN)
    の少なくとも何れか一つを備えているグリース。
  2. 規格DIN ISO 2176に準拠した、150℃超の滴点を有することを特徴とする請求項1記載のグリース。
  3. 規格DIN 58397パート1に準拠した、少なくとも150℃の使用上限温度(UOT)を有することを特徴とする請求項1または2記載のグリース。
  4. 前記エステルa)の粘度が、規格DIN EN ISO 3104に準拠して40℃で測定したときに、少なくとも50mm2/sであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のグリース。
  5. 前記分解性カルシウム石鹸b1)は12-ヒドロキシステアリン酸カルシウムを含む脂肪酸のカルシウム石鹸から選択されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のグリース。
  6. 前記高熱法シリカc1)が、90~130m2/gの比表面積を有するシリカから選択されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のグリース。
  7. 前記成分c2)のポリマーが、DIN 51562パート1に準拠して100℃で測定した場合に、少なくとも600mm 2 /sの粘度を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のグリース。
  8. 前記グリースは成分c5)として防食剤を含有し、
    前記防食剤は、
    酸化カルシウム及び酸化マグネシウムの少なくとも何れか一つを含むアルカリ土類金属酸化物、
    スルホン酸カルシウム、スルホン酸マグネシウム及びスルホン酸ナトリウムの少なくとも何れか一つ、または、
    セバシン酸二ナトリウムを含むC 8 ~C 20 ジカルボン酸のカルシウム塩、
    から選択されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載のグリース。
  9. 亜鉛メッキ鋼製ロープからなる鋼製ロープを請求項1乃至8のいずれか1項に記載のグリースで被覆する方法。
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